Протекание ХТП в потоке полного смешения

ПРОТЕКАНИЕ ХТП В ПОТОКЕ ПОЛНОГО СМЕШЕНИЯ [c.107]

Для вывода уравнения, характеризующего протекание процесса в потоке полного смешения, составим 1 материальный баланс по любому I-исходному вепдеству, например А. [c.107]

При протекании сложных реакций типа A- B D для достижения максимального выхода продукта В необходимо, как и для потоков идеального вытеснения, правильно выбрать длину реакционной зоны потока полного смешения. [c.108]

При отсутствии теплообмена с окружающей средой изменение энтальпии (теплосодержания) реакционной смеси определяется лишь тепловыми эффектами реакций, протекающих в потоке. Как отмечалось выше, в реакционной зоне потоков полного смешения всегда устанавливается изотермический температурный режим независимо от значений теплового эффекта, концентраций исходных веществ и степеней превращения. Признак же адиабатического протекания процесса — прямая пропорциональность между изменением температуры Т и степени превращения X — проявляется в характере изменения конечных (выходных) степеней превраще- [c.108]

Рис. 6.19 Диаграмма Х Т протекания экзотермического (а) и эндотермического (б) процесса в потоке полного смешения.

Для проведения необратимых экзотермических реакций преимущество потоков полного смешения заключается в возможности поддержания максимальной температуры по всей длине реакционной зоны. Это обеспечивает протекание ХТП при максимальном значении константы скорости. [c.110]

Проведение обратимых экзотермических ХТП при оптимальной температуре в условиях отсутствия участков плавного разогрева реакционной смеси и перегрева ее выше Топт положительно сказывается на общей скорости процесса. В большинстве случаев эти факторы компенсируют снижение движущей силы процесса при протекании его в потоке полного смешения по сравнению с потоком идеального вытеснения. [c.110]

При отсутствии теплообмена с окружающей средой достигаемые степени превращения при протекании ХТП с большим тепловым эффектом ограничиваются предельным разогревом или охлаждением реакционной смеси. Отвод или подвод теплоты в реакционную зону потока полного смешения позволяет существенно увеличить степень превращения вещества таких ХТП. [c.110]

В потоке полного смешения движущая сила постоянна по длине реакционной зоны, и среднее значение ЛСс равно конечному АС А, к. Очевидно, что ДСв всегда выше АСс. А это означает, что средняя скорость ХТП в потоке идеального вытеснения всегда выше средней скорости протекания процесса в потоке смешения. Так, для реакции 1-го порядка отношение объемов реакционных зон можно получить из анализа уравнений (4.4) и (6.19) [c.115]

Рассмотрим более сложный случай, когда протекание процесса сопровождается значительным выделением или поглощением теплоты. В потоках идеального вытеснения, как правило, процесс протекает в таком случае при адиабатическом температурном режиме, а в потоках полного смешения — при изотермическом. [c.115]

Нередко используют смеситель, показанный на рис. 4.38. Он представляет собой пакет эжекционных трубок, каждая из которых обеспечивает полное смешение двух струй. Поскольку равномерное распределение потоков по трубам не может быть обеспечено, после такого смесителя необходимо перемешать образовавшиеся струи. Распределение по диаметру трубы концентраций кислорода и метана на расстоянии нескольких диаметров газохода после смесителя (перед реакто- ром парокислородной конверсии метана) показано на рис. 4.38. Очевидна неполнота смешения реагентов и появление перепадов температуры в сечении реактора вследствие неоднородности протекания реакции. Аналогичную картину наблюдали в случаях, когда для смешения потоки разбивали на параллельные струи. [c.237]

По характеру протекания во времени процессы и соответствующие им аппараты делятся на периодические и непрерывные. Решающее значение при моделировании химических процессов и соответствующих реакторов имеет степень перемешивания реагентов. Различают два предельных случая перемешивания реагирующих компонентов газовых или жидкостных смесей с продуктами реакции. Полное смешение, при котором турбулизация столь сильна, что концентрация реагентов одинакова во всем объеме аппарата от точки ввода исходной смеси до вывода продукционной смеси. Идеальное вытеснение, при котором каждый элементарный объем потока движется параллельно другим без перемешивания по всей длине или высоте аппарата. [c.44]

При изотермическом температурном режиме константы скорости реакций, проводимых в потоке идеального вытеснения и полного смешения, равны между собой, и поэтому основное различие протекания процесса обусловлено характером изменения движущей силы АС. Для реакции А- В = Сд. В потоке идеального вытеснения Сд плавно изменяется от максимального значения в начале реакционной зоны Сд, д до конечного значения Сд, к, соот- [c.114]

Протекание химических процессов в реальных условиях часто осложнено наличием таких факторов, как турбулентный характер течения реагирующих потоков и пространственная неоднородность состава реагирующей смеси и полей скоростей и температур. В настоящее время известно, что знание только средних значений таких флюктуирующих величин, как температура и концентрации реагирующих компонент, недостаточно дпя полного описания сложных процессов химического превращения в условиях неизотермичности и турбулентности даже в тех случаях, когда влиянием химической реакции на гидродинамические характеристики системы можно пренебречь [147]. Необходимость учета флюктуаций температуры и концентраций реагентов и их взаимных корреляций обусловлена тем, что средняя скорость элементарного акта химического превращения в условиях неизотермического турбулентного смешения реагирующих компонент не определяется в виде закона Аррениуса при средних значениях этих величин. Кроме того, наличие флюктуаций приводит к существенному изменению коэффициентов переноса, значения которых определяются в этих случаях не только свойствами реагирующих газов, но и свойствами самого течения [86, 97, 127]. [c.178]

С увеличением числа ступеней каскада характеристики протекания ХТП в потоке полного смешения нриблил аются к характеристикам протекания процессов в потоке идеального вытеснения. При числе ступеней больше 6, как правило, расчет каскада можно проводить по модели потока идеального вытеснения. [c.113]

Если необходимо обеспечить высокую избирательность при протекании эндотермического процесса, то следует помнить, что по дл те реакционной зоны потока полного смешения устанавливается температура Гс более низкая, чем средняя температура реакционной зоны потока идеального вытеснения (см. рис. 6.28). В этом случае можно рекомендовать проведение ХТП в потоке полного смеи1е]Н1я, если Е С , а И] < т . При Е > 2 и от. > т,п ХТП выгодно проводить в потоках идеального вытеснения. [c.118]

Смесители служат для равномерного распределения реагентов в массе обрабатываемой воды, что способствует более благоприят-нохму протеканию последующих реакций, происходящих затем в камерах хлопьеобразования. Смешение должно быть быстрым и осуществляться в течение 1—2 мин. Иногда с этой целью вводят раствор коагулянта во всасывающую трубу центробежного насоса. Можно вводить реагент и в напорный трубопровод насоса I подъема. При использовании в качестве смесителя напорного трубопровода ввод реагента в него должен быть предусмотрен на расстоянии не менее 50 диаметров от конца трубопровода. При этом скорость течения воды в трубопроводе должна быть не менее 1— 1,5 м/сек, что создает турбулентность потока, обеспечивающую полное смешение раствора реагента с водой. [c.67]

НО ниже, тесно связаны с режимом течения газов в сечении запирания. Таковы особенности протекания процесса смешения газов при сверхкритических отношениях давлений газов в эжектирую-шем сопле. Заметим, что под отношением давлений в сонле мы подразумеваем отношение полного давления эжектируюш его газа Pl к статическому давлению эжектируемого потока во входном сеченип смесительной камеры р2, которое зависит от полного давления Р2 и приведенной скорости Яг. [c.501]

На первом этапе процесса происходит установление в грубом масштабе профиля концентрации введенного реагента по сечению реактора по мере удаления от места ввода. На втором этапе происходит турбулентное дробление молей реагента и их смешение с плазмой до молекулярных масштабов посредством молекулярной диффузии. Естественно, в реальных условиях процессы, имеющие место на указанных этапах, происходят одновременно. Полагая, что процесс перемешивания происходит в цилиндрическом реакторе, обозначим через 4 длину участка канала реактора от места ввода реагента до сечения, в котором профиль концентрации введенной примеси можно считать установившимся в пределах погрешностей эксперимента. Очевидно, физический смысл величины /п будет различным в зависимости от того, какой из вышеупомянутых этапов процесса перемешивания будет лимитирующей стадией. В том случае, когда продолжительность п процесса установления профиля концентрации примеси превышает продолжительность Т2 процессов, происходящих на втором этапе, величина /п является длиной зоны полного перемешивания реагента с плазмой (до молекулярных масштабов). В случае, когда Т1<Т2, величина представляет собой, очевидно, лишь длину зоны установления профиля концентраций примеси в потоке. Вопрос о том, с каким случаем приходится иметь дело в условиях реального эксперимента, можно репгать, например, исследуя протекание химической реакции, скорость которой определяется скоростью процесса смешения (т. е. т >тх, см. выше). Действительно, в случае Т1>Т2, к тому моменту, когда профиль концентрации примеси установится, химическая реакция также закончится. Если же Т1< т2, то реакция будет продолжаться еще спустя некоторое время после установления профиля концентрации примеси. [c.64]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология